(57)【要約】【課題】  従来、鋳物内部の残砂の検出は、目視にて行っていたので、検出漏れが生じる恐れがあった。また、残砂の検出を目視にて行うと検査に時間がかかるため、インラインにて全数検査を行うことができなかった。【解決手段】  鋳物の残砂検出方法は、鋳物１内における中子２の残砂を検出する方法であって、磁粉２２を混入させた砂２１により中子２を成形する工程と、該中子２を用いて鋳物１を鋳造する工程と、鋳造された鋳物１内の残砂を磁化する工程と、磁化された鋳物１内の残砂からの漏洩磁束を磁気センサ３１により検出する工程とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳物内における中子の残砂を検出する方法であって、
磁粉を混入させた砂により中子を成形する工程と、
該中子を用いて鋳物を鋳造する工程と、
鋳造された鋳物内の残砂を磁化する工程と、
磁化された鋳物内の残砂からの漏洩磁束を磁気センサにより検出する工程と、
を備えることを特徴とする鋳物の残砂検出方法。
【請求項２】
前記漏洩磁束を検出する工程では、鋳物に形成された孔から、複数の磁気センサを鋳物内部に挿入して、漏洩磁束の検出を行う、
ことを特徴とする請求項１に記載の鋳物の残砂検出方法。
【請求項３】
前記漏洩磁束を検出する工程では、鋳物を、環状に形成された磁気センサの内側を通過させて、漏洩磁束の検出を行う、
ことを特徴とする請求項１に記載の鋳物の残砂検出方法。
【請求項４】
前記中子を構成する砂の粒径と磁粉の粒径とが、同等の粒径であることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れかに記載の鋳物の残砂検出方法。
【請求項５】
前記鋳物は非磁性体材料にて構成されることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れかに記載の鋳物の残砂検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳物内における中子の残砂を検出する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、エンジンのシリンダヘッド等に適用される鋳物を鋳造する際には、砂中子を鋳造用金型内に納めることが行われているが、金型内に納めた砂中子に亀裂等の損傷が生じると、その損傷部に溶湯が浸入して出来上がった鋳物にバリが発生することとなるため、納めた砂中子に損傷が生じていないか検査することが必要である。
また、鋳造された鋳物内部に砂中子の残砂が存在していると、鋳物の製品品質に影響があるため、鋳物内部の残砂を検査することは重要である。
例えば、砂中子の損傷を検出する方法としては、特許文献１に記載されるようなものがある。
【特許文献１】特開平６−３３１５６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前述のような砂中子の損傷を検出するための検査や、鋳物内部の残砂を検出するための検査は、作業者の目視による検査が一般的に行われている。
しかし、砂中子の損傷や残砂の検出を目視にて行った場合、検出漏れが生じる恐れがある。特に、鋳物の内部形状が複雑であったり、残砂が微量であったりした場合には、目視により検出することが困難である。
また、不良品の流出防止という観点からは、製品の全数検査を行うことが望ましいが、残砂の検出を目視にて行うと検査に時間がかかるため、インラインにて全数検査を行うことができなかった。
そこで、本発明においては、インラインでの残砂の有無の全数検査を、簡便な方法で短時間に実施できる鋳物の残砂検出方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決する鋳物の残砂検出方法は、以下の特徴を有する。
即ち、請求項１記載の如く、鋳物内における中子の残砂を検出する方法であって、磁粉を混入させた砂により中子を成形する工程と、該中子を用いて鋳物を鋳造する工程と、鋳造された鋳物内の残砂を磁化する工程と、磁化された鋳物内の残砂からの漏洩磁束を磁気センサにより検出する工程とを備える。
これにより、鋳物の内部構造が複雑である場合でも、容易かつ短時間で正確に残砂の検出を行うことが可能となる。
また、鋳物から外部へ漏洩する磁束の大きさは、鋳物内部に残留する磁粉の量に比例するので、磁気センサにより検出した磁束の大きさに基づいて、残砂量を定量化することが可能である。
【０００５】
また、請求項２記載の如く、前記漏洩磁束を検出する工程では、鋳物に形成された孔から、複数の磁気センサを鋳物内部に挿入して、漏洩磁束の検出を行う。
これにより、磁粉から発生される磁束を鋳物の各部で確実に検出することができ、磁粉からの漏洩磁束がさほど強くない場合でも、正確で短時間に漏洩磁束の検出を行うことが可能となる。
【０００６】
また、請求項３記載の如く、前記漏洩磁束を検出する工程では、鋳物を、環状に形成された磁気センサの内側を通過させて、漏洩磁束の検出を行う。
これにより、鋳物内部の磁粉を漏れなく全体的に検出することができ、残砂量を正確に把握することができる。
また、鋳物のどの箇所に残砂が存在するかの把握を容易にすることができる。
【０００７】
また、請求項４記載の如く、前記中子を構成する砂の粒径と磁粉の粒径とが、同等の粒径である。
これにより、残砂現象における中子の砂と磁粉との挙動を同じにすることができ、検出した磁束の大きさと、中子における砂と磁粉との混合割合とに基づいて、残砂量を正確に把握することができる。
【０００８】
また、請求項５記載の如く、前記鋳物は非磁性体材料にて構成される。
これにより、鋳物の外部から鋳物内部の磁粉を磁化したとしても、鋳物自体が磁化されることはなく、磁粉からの磁束のみを検出することができ、磁粉を精度良く検出することが可能である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、鋳物の内部構造が複雑である場合でも、容易かつ短時間で正確に残砂の検出を行うことが可能となる。
また、磁気センサにより検出した磁束の大きさに基づいて、残砂量を定量化することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に、本発明を実施するための形態を、添付の図面を用いて説明する。
【００１１】
図１に示すように、本発明の鋳物の残砂検出方法においては、まず、鋳造用金型に納める中子を構成する砂に、磁性体にて構成された粉体である磁粉を混入し（Ｓ０１）、この砂と磁粉との混合物にて中子を形成する（Ｓ０２）。
図２に示すように、このようにして成形された中子２は、砂２１の中に磁粉２２が分散して混じった状態で成形されている。
【００１２】
次に、砂と磁粉とで構成された中子２を鋳造用金型内に納めて、鋳物を鋳造する（Ｓ０３）。
鋳造された鋳物の中から中子２を除去した後、鋳物内部に存在する残砂に含まれる磁粉２２を磁化させる（Ｓ０４）。
【００１３】
鋳物内部に残留する磁粉２２の磁化は、例えば磁化装置を用いて、鋳物の外部からパルス磁化により行う。
このように、パルス磁化により残留磁粉２２の磁化を行うことで、該磁粉２２が鋳物内部の何れの箇所に残留していたとしても、均一かつ強力に磁化することができる。また、パルス磁化では、磁粉２２に非接触で磁化することができるので、磁粉２２の磁化工程を容易にインライン化することが可能となる。
【００１４】
また、エンジンのシリンダヘッド等に適用される鋳物自体は、アルミ合金等の非磁性体材料にて構成されている。
これにより、鋳物の外部から鋳物内部の磁粉２２を磁化したとしても、鋳物自体が磁化されることはなく、磁粉２２を精度良く検出することが可能である。つまり、鋳物の外部から鋳物内部の磁粉２２を磁化した場合に鋳物１が磁化されると、磁粉２２からの磁束と鋳物１からの磁束との両方が磁気センサ３１により検出されしてしまうことになるため、磁粉２２の検出精度が低下するが、鋳物１が磁化されなければ磁気センサ３１は磁粉２２からの磁束のみを検出することが可能となって、磁粉２２を高精度に検出することが可能となる。
【００１５】
図３に示すように、磁化された磁粉２２が内部に残留している鋳物１からは、磁粉２２から発生される磁束が外部に漏洩することとなる。
従って、本残砂検出方法では、磁気検出装置３の磁気センサ３１を鋳物１の周囲に配置して、鋳物１内部に残留する磁粉２２からの漏洩磁束を検出するようにしている。
【００１６】
このように、鋳物１の内部に残留する磁粉２２を磁化させて、鋳物１の外部に漏洩する磁粉２２からの磁束を検出し、中子２の残砂の検出を行うようにすることで、鋳物１の内部構造が複雑である場合でも、容易かつ短時間で正確に残砂の検出を行うことが可能となる。
【００１７】
また、鋳物１から外部へ漏洩する磁束の大きさは、鋳物１内部に残留する磁粉２２の量に比例するので、磁気センサ３１により検出した磁束の大きさに基づいて、残砂量を定量化することが可能である。
特に、中子２を構成する砂２１の粒径と磁粉２２の粒径とを同等の粒径に揃えることで、残砂量を正確に定量化することができる。
これは、砂２１の粒径と磁粉２２の粒径とを同等の粒径に揃えると、残砂現象における砂２１と磁粉２２とが同等の挙動を示すようになるため、中子２における砂２１と磁粉２２との混合割合と、鋳物１内に残留する砂２１と磁粉２２との混合割合とが同程度になるためであり、検出した磁粉２２からの磁束の大きさと、中子２における砂２１と磁粉２２との混合割合とから、残砂量を正確に把握することが可能となっている。
【００１８】
また、中子２の成形には、大きな磁力および保磁力を備えた磁粉２２を用いることが好ましい。このような磁粉２２を用いることで、鋳物１外部への漏洩磁束の大きさが大きくなって、磁気センサ３１を鋳物１から遠くに離しても磁粉２２の検出を行うことが可能となり、磁粉２２の検出が容易となって、残砂検出のインライン化も容易となる。
【００１９】
また、前記磁気検出装置３による漏洩磁束の検出は、図４に示すように、複数の磁気センサ３１を、鋳物１に形成される各孔部１ａに挿入して行うことができる。
このように、磁気センサ３１を複数箇所に配置し、各孔部１ａから鋳物１内部へ挿入して漏洩磁束の検出を行うことで、磁粉２２から発生される磁束を鋳物１の各部で確実に検出することができ、磁粉２２からの漏洩磁束がさほど強くない場合でも、正確で短時間に漏洩磁束の検出を行うことが可能となる。
【００２０】
さらに、前記磁気検出装置３による漏洩磁束の検出は、次のように行うことも可能である。
つまり、図５に示すように、磁気検出装置３の磁気センサ３２を環状に形成し、磁束検出を行うときには、鋳物１を環状に形成された磁気センサ３２の内側の空間Ｓ内を通過させて、漏洩磁束の検出を行うようにすることもできる。
【００２１】
磁気センサ３２は、少なくとも該磁気センサ３２で囲まれた範囲の空間（図５におけるハッチングを施した範囲）Ｓ内に存在する磁束を検出することが可能なっている。
従って、鋳物１の一端部から他端部までを、磁気センサ３２で囲まれた空間Ｓ内を通過させることで、該鋳物１内部に残留している磁粉２２からの漏洩磁束を検出することができる。この場合、磁気センサ３２は空間Ｓ内における全域にわたって磁束を検出することができるので、磁粉２２が鋳物１の何れの箇所に残留していても検出することが可能である。
【００２２】
また、磁気検出装置３においては、磁気センサ３２にて検出した磁粉２２が鋳物１の何れの箇所に存在しているかを特定することが可能である。
つまり、図６に示すように、磁粉２２が磁気センサ３２の空間Ｓ内を通過しているときに検出される磁束の大きさが最も大きくなるため、検出された磁束の大きさが最も大きかったときの、磁気センサ３２と鋳物１との通過方向の位置関係を算出することにより、磁粉２２の通過方向における位置を特定することができる（例えば、鋳物１の一端部から寸法Ｌの所に磁粉２２が存在していると特定できる）。
【００２３】
また、磁粉２２の通過方向と直交する方向の位置（以降、「断面方向位置」と記載する）は、次のように特定することができる。
つまり、磁粉２２から磁気センサ３２の磁束検出位置までの寸法が異なると、検出される磁束の強さも異なる（磁粉２２から磁気センサ３２までの寸法が短いと磁束は大きく検出され、長いと磁束は小さく検出される）。
従って、例えば、図７に示すように、磁気センサ３２の複数のポイントａ・ｂ・ｃにおける検出した磁束の大きさから、各ポイントａ・ｂ・ｃから磁粉２２までの寸法ｄ１・ｄ２・ｄ３を算出して、磁粉２２の断面方向位置を特定することができる。
これらの磁粉２２の通過方向における位置と断面方向位置から、鋳物１内における磁粉２２の存在箇所を特定することが可能となる。
【００２４】
このように、環状の磁気センサ３２の内側に鋳物１を通して漏洩磁束を検出することで、鋳物１内部の磁粉２２を漏れなく全体的に検出することができ、残砂量を正確に把握することができる。また、鋳物１の磁気センサ３２の通過位置、および磁気センサ３２の各ポイントにおける検出磁束の大きさから、鋳物１のどの箇所に残砂が存在するかの把握を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明にかかる鋳物の残砂検出方法のフローを示す図である。
【図２】砂と磁粉との混合物により成形される中子を示す図である。
【図３】鋳物内部に残留する磁粉からの漏洩磁束、および漏洩磁束を検出する磁気検出装置を示す概念図である。
【図４】鋳物内部に残留する磁粉からの漏洩磁束を検出する磁気センサの配置例を示す斜視図である。
【図５】鋳物内部に残留する磁粉からの漏洩磁束を検出する磁気センサの第２の配置例を示す斜視図である。
【図６】磁粉の鋳物の通過方向における位置を特定する様子を示す斜視図である。
【図７】磁粉の鋳物の断面方向位置を特定する様子を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２６】
１    鋳物
１ａ  孔部
２    中子
３    磁気検出装置
２１    砂
２２    磁粉
３１・３２    磁気センサ
【図１】
2006181603.tif 000003
【図２】
2006181603.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006181603.tif 000006
【図５】
2006181603.tif 000007
【図６】
2006181603.tif 000008
【図７】
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